粗紗段彩紗的開發(fā)

韓學(xué)政 蘇士田 陳啟升 王延永

(1.棗莊學(xué)院,山東棗莊，277160；2.山東聯(lián)潤色紡科技有限公司，山東棗莊，277400)

紡織產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的核心是提升產(chǎn)品品質(zhì)，主動適應(yīng)高端市場需求并做出特色。段彩紗作為一種新型的花式紗線，其特點是在紗體長度方向上間隔分布著色彩間斷變化的彩段，從而使紗線富有層次感、立體感，還具有豐富的色彩變化。通常段彩紗的生產(chǎn)方法可分為兩大類，一類是基于細(xì)紗工序的技術(shù)方法，另一類是基于并條工序的技術(shù)方法[1]。傳統(tǒng)生產(chǎn)段彩紗主要是在細(xì)紗工序?qū)崿F(xiàn)，采用2組～3組有色粗紗，階段性交替喂入紡制而成。而我們通過對粗紗機喂入機構(gòu)和牽伸機構(gòu)創(chuàng)新改造，使主輔須條分別可控喂入，實現(xiàn)了粗紗段彩，形成粗紗段彩新技術(shù)。段彩粗紗經(jīng)過細(xì)紗機加工時，結(jié)合賽絡(luò)集聚紡、竹節(jié)紗、細(xì)紗段彩紗等新型紡紗方式，開發(fā)出了新型段彩紗，進(jìn)一步豐富了色紡紗的顏色組合，使紗線風(fēng)格更加絢麗多彩[2]。

1 原料性能及選用

在傳統(tǒng)紡織生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，染色過程不僅會產(chǎn)生能源消耗，而且還會產(chǎn)生大量廢水和有毒物質(zhì)，嚴(yán)重污染環(huán)境，對人身健康產(chǎn)生危害。為適應(yīng)環(huán)保、低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新要求，化纖紡織行業(yè)在引進(jìn)吸收的基礎(chǔ)上，使原液著色技術(shù)進(jìn)一步成熟，開發(fā)出一系列原液著色纖維。原液著色纖維本身在生產(chǎn)過程中給纖維賦予了各種顏色，在后續(xù)紡紗和織造過程中實現(xiàn)了無染加工，省去了染色工序，避免了大量印染廢水的產(chǎn)生，減少了二氧化碳排放量，具有顯著的環(huán)境友好特征。原液著色纖維又可稱為“綠色纖維”。

原液著色纖維具有色牢度高、著色均勻、色彩鮮艷度高等特點。原液著色纖維相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)如顏料、色母粒、加工裝備等已實現(xiàn)國產(chǎn)化，具備產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著環(huán)境資源約束日益嚴(yán)格，原液著色纖維具有廣闊的發(fā)展空間。 我們研發(fā)生產(chǎn)的莫代爾/粘膠/腈綸/精梳棉 80/10/5/5 18.5 tex段彩針織紗所用原料性能如下。

纖維種類 莫代爾 粘膠 腈綸

細(xì)度/dtex 1.5 1.3 1.3

長度/mm 39 38 38

伸長率/% 18.78 22.57 45.02

斷裂強度

/cN·dtex-13.56 3.06 3.2

2 工藝流程

莫代爾/粘膠/腈綸/精梳棉 80/10/5/5 18.5 tex段彩針織紗的工藝流程如下。

3 紡紗工藝技術(shù)措施

紡制粗紗段彩紗，首先要進(jìn)行顏色的搭配設(shè)計；重點在于粗紗機設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計改造必須滿足紡制段彩粗紗主、輔條同時喂入、間斷喂入的工藝要求；關(guān)鍵要解決生產(chǎn)過程中存在的拖尾、擁條、靜電、跑偏等現(xiàn)象。另外，清棉、梳棉、并條工序除保證質(zhì)量外，要重點控制重量不勻率，保證色彩均勻。

3.1 色彩搭配

色彩藝術(shù)創(chuàng)作在紗線產(chǎn)品中的體現(xiàn)也需要色紡創(chuàng)新技術(shù)的支撐[3]。色彩藝術(shù)創(chuàng)作的空間是無限的，這給色紡技術(shù)帶來挑戰(zhàn)的同時，也意味著色紡技術(shù)創(chuàng)新和新產(chǎn)品開發(fā)的可拓展空間是無限的。不同色彩搭配在一起，效果不一樣。多種顏色混在一起，效果不會很明顯，色彩不會很鮮艷；兩種淺色搭配在一起，產(chǎn)生的對比效果差；如果將深、淺兩種顏色配在一起，效果就十分明顯，淺色更淺，深色更深。和諧的色彩搭配方法有近似色、同色系、對比色、互補色、多色混合等。每個色彩都有自己的寓意，和諧的色彩搭配讓人覺得舒適、愉快，體現(xiàn)出一種秩序感、平衡感，還可以充分表達(dá)個性風(fēng)格。

色紡產(chǎn)品中的各種纖維顏色本身并沒有變化，可以理解為它們并沒有真正混合，而是并置在一起，在視覺中產(chǎn)生了色彩空間混合。多色纖維交錯并置的效果類似油畫，觀賞距離遠(yuǎn)近變化會產(chǎn)生夢幻效果，近看色彩豐富，遠(yuǎn)觀色調(diào)統(tǒng)一，這就是色紡產(chǎn)品風(fēng)格獨特之處。段彩紗是有色纖維紡紗的一種特殊紡紗技術(shù)，其成紗色彩不僅在紗線同一橫截面內(nèi)由多種彩色纖維組合[4]，而且在紗線縱向長度上，不同組合的有色纖維呈不規(guī)則斷續(xù)變化的分布狀態(tài)，故用段彩紗制成的織物色澤柔和豐滿、層次感強，具有明顯的新穎性和獨特性[5]。以莫代爾/粘膠/腈綸/精梳棉 80/10/5/5 18.5 tex段彩針織紗為例，在生產(chǎn)時采用同色系色彩搭配方法生產(chǎn)段彩粗紗，主條采用淺紅色，輔條采用湖藍(lán)色。再將段彩粗紗作為主紗，與黃色粗紗輔紗在細(xì)紗工序紡制成段彩紗，由色紡紗線織成的布面效果清新、淡雅、和諧。粗紗的段彩部分和細(xì)紗的段彩部分重合，組合形成一種新的色彩，在開發(fā)產(chǎn)品進(jìn)行色彩搭配時需要統(tǒng)籌兼顧，綜合考慮。

3.2 采取的技術(shù)措施

3.2.1 清梳工序

清棉工序根據(jù)化學(xué)纖維與棉纖維特性，采用“短流程，多分梳，少打擊，輕定量，低速度，薄喂入”的工藝原則，減少生條棉結(jié)和短絨是梳棉工序的關(guān)鍵。對此，我們采用高密棉型針布，其針布矮、淺、薄、密，有利于充分梳理、順利轉(zhuǎn)移；采用緊隔距有利于纖維分離度、伸直度、平行度的提高，減少纖維相互搓捻扭結(jié)。

梳棉工序應(yīng)遵循“多梳少落”原則，針對落棉問題對設(shè)備進(jìn)行改造，將前清潔器拆掉換成罩板，有效降低落棉，以減少成本。通過對梳棉工序的生條定量、出條速度、錫林速度、蓋板速度、刺輥速度以及錫林與蓋板隔距進(jìn)行對比優(yōu)化，既要保證纖維分梳充分，又要確保纖維不會過度損傷。

3.2.2 并條工序

并條工序以改善纖維伸直度為主，采用三道并條，合理設(shè)置熟條定量以適應(yīng)粗紗牽伸，防止?fàn)可毂稊?shù)過大對纖維造成損傷；合理選用集束器和喇叭口，增加熟條纖維抱合力。熟條主要工藝參數(shù)見表1。

表1熟條主要工藝參數(shù)

原料定量/g·(5 m)-1并合數(shù)/根總牽伸/倍后區(qū)牽伸/倍出條速度/m·min-1羅拉隔距/mm莫代爾粘膠腈綸混紡主條莫代爾粘膠腈綸混紡輔條精梳棉粘膠混紡輔紗 1813206566.77.76.01.351.351.5835035035010×2010×2010×20

3.2.3 粗紗工序

段彩紗是以紗表面有色部分呈多變的規(guī)律分段而命名，是一種具有獨特風(fēng)格的色紡紗，目前市場上常見的一般是段彩細(xì)紗。我們經(jīng)過充分技術(shù)研究，改造現(xiàn)有粗紗設(shè)備，且通過反復(fù)試驗，解決了許多技術(shù)關(guān)鍵問題，最終形成了一套較成熟的段彩粗紗工藝。

粗紗段彩紗的紡制，粗紗是關(guān)鍵。紡制段和段之間是不同顏色或不同纖維組成的段彩粗紗，需同時喂入兩根不同顏色或不同成分的纖維條，且兩根纖維條的喂入速度不同，經(jīng)過牽伸形成段彩粗紗。改造后的喂入機構(gòu)見圖1。

圖1 改造后的喂入機構(gòu)

首先進(jìn)行設(shè)備改造。改造喂入機構(gòu)，增加導(dǎo)條架，滿足雙條喂入，同時為避免纖維條滑移導(dǎo)致主輔條相互黏連，在原有導(dǎo)條輥基礎(chǔ)上增加兩根導(dǎo)條架，并對羊角架進(jìn)行改造(見圖1)。改造傳動機構(gòu)，安裝伺服電機和編碼器，驅(qū)動后羅拉間歇轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)主條和輔條以不同速度喂入。紡制粗紗時，兩根不同的纖維條，一根稱為主條，另一根稱為輔條。主條從第三羅拉喂入，在中后羅拉連續(xù)運轉(zhuǎn)的作用下實現(xiàn)連續(xù)喂入，輔條從后羅拉喂入，后羅拉由伺服電機驅(qū)動實現(xiàn)間斷喂入。主輔條在牽伸過程中經(jīng)過喇叭口、集束器從前羅拉輸出，在錠翼、錠子共同作用下加捻成段彩粗紗。

其次優(yōu)選牽伸機構(gòu)及配件。采用四羅拉雙膠圈型牽伸機構(gòu)，可保證條子平穩(wěn)喂入羅拉進(jìn)行牽伸，在后羅拉、第三羅拉入口處分別安裝喇叭口，第一羅拉、第二羅拉之間設(shè)集束器，可使主條、輔條更好地集聚，有利于提高粗紗質(zhì)量。改造初期采用粗紗機上配備的上開口式喇叭口生產(chǎn)時，易出現(xiàn)主條跑偏現(xiàn)象。為此，研制安裝新型全封閉式喇叭口后，杜絕了跑偏現(xiàn)象。生產(chǎn)過程中，喇叭口、鉗口隔距宜偏大掌握，否則易出現(xiàn)“擁條”情況，導(dǎo)致“缺彩”現(xiàn)象的發(fā)生。

最后優(yōu)化工藝參數(shù)。為解決工藝難題，保證段彩粗紗生產(chǎn)、質(zhì)量穩(wěn)定，優(yōu)選工藝參數(shù)，具體如下。段彩主要風(fēng)格參數(shù)：節(jié)長(30±0.2)mm，節(jié)距(70±0.2)mm，節(jié)粗1.8倍～1.9倍。

品種 主紗用粗紗 輔紗用粗紗

定量

/g·(10 m)-15 5

總牽伸/倍 7.5 8

后區(qū)牽伸/倍 1.2 1.2

捻系數(shù) 80 127

錠速/r·min-1600 900

羅拉隔距/mm 10×24×30 10×26×38

相對于細(xì)紗段彩來說，粗紗捻度低很多，在粗紗段彩加工過程中，捻度需適當(dāng)偏大控制，以增大輔條的抱合力，為后序細(xì)紗正常生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。粗紗捻度大小對成紗風(fēng)格也有影響，粗紗捻度偏大，織物表面色彩對比明顯，粗紗捻度偏小，織物表面色彩相對柔和。

粗紗段彩相比較細(xì)紗段彩而言，拖尾現(xiàn)象比較嚴(yán)重，如圖2所示。輔條定量設(shè)計應(yīng)偏小掌握，一般在13 g/5 m～15 g/5 m；同時縮小后部隔距，后部羅拉握持距由38 mm調(diào)整為30 mm，這樣輔條在間歇喂入過程中有利于控制纖維條間斷喂入，避免拖尾現(xiàn)象。

圖2 粗紗段彩拖尾現(xiàn)象

粗紗段彩風(fēng)格設(shè)計要同時考慮風(fēng)格與粗紗牽伸是否匹配，段彩節(jié)長過短，輔條斷開之后牽伸不受控制，易出現(xiàn)牽伸不良情況，輔紗部分牽伸疵點如圖3所示。一方面段彩節(jié)長設(shè)計不能過短；另一方面結(jié)合調(diào)整中部隔距及調(diào)整粗紗定量改變牽伸值加以解決。

圖3 輔紗部分牽伸疵點

3.2.4 細(xì)紗工序

開發(fā)的色紡段彩粗紗，在細(xì)紗上結(jié)合賽絡(luò)紡、賽絡(luò)集聚紡、賽絡(luò)菲爾紡、段彩紗、竹節(jié)紗等技術(shù)，可以開發(fā)出顏色豐富、立體感強的花式紗。以 莫代爾/粘膠/腈綸/精梳棉 80/10/5/5 18.5 tex針織段彩紗為例，鉗口適當(dāng)放大，結(jié)合長、短片段段彩風(fēng)格，實現(xiàn)段彩風(fēng)格的擴大化。細(xì)紗主要工藝參數(shù)：總牽伸30倍，羅拉隔距20 mm×35 mm，集聚負(fù)壓1 800 Pa，錠速11 000 r/min，鉗口隔距4 mm，鋼絲圈型號R+F 4/0。

3.2.5 絡(luò)筒工序

絡(luò)筒清紗工藝根據(jù)段彩風(fēng)格分布設(shè)計，防止誤切。在上機前先取一管紗做關(guān)閉通道曲線試驗，得到段彩分布圖后，根據(jù)實際分布設(shè)計段彩絡(luò)筒電清工藝，并結(jié)合正常上機電清切下的疵點修正清紗工藝。同時，相對于平紗而言，車速適當(dāng)偏低掌握，1 000 m/min。主要工藝參數(shù)：N 5倍，DS×LS 3.3倍×3.2 cm，DL×LL 1.5倍×20 cm，-D 20%，-L 32 cm。

3.3 成紗質(zhì)量

以原液著色纖維為原料，采用粗紗段彩色紡紡紗技術(shù)，再結(jié)合細(xì)紗賽絡(luò)紡、賽絡(luò)集聚紡、段彩紗、竹節(jié)紗等技術(shù)紡制的段彩紗，將給面料設(shè)計人員更多的設(shè)計空間，豐富了紡織品的內(nèi)涵。經(jīng)國家生態(tài)紡織品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢驗，成紗質(zhì)量指標(biāo)：條干CV17.27%，棉結(jié)16個/km，細(xì)節(jié)4個/km，粗節(jié)16個/km，斷裂強度16.8 cN/tex。紗線外觀質(zhì)量和內(nèi)在指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，能夠滿足后工序生產(chǎn)的需要。

4 結(jié)語

(1)通過增加粗紗機導(dǎo)條架，改造羊角架，形成新的粗紗機喂入機構(gòu)，滿足了兩根熟條同時喂入；安裝編碼器和伺服電機，控制后羅拉間歇轉(zhuǎn)動，形成新的粗紗傳動機構(gòu)，滿足了輔條通過后羅拉間斷喂入；通過優(yōu)選喇叭口，調(diào)整優(yōu)化工藝參數(shù)等措施，解決了段彩粗紗生產(chǎn)過程出現(xiàn)的擁條、拖尾、靜電、跑偏等技術(shù)難題。

(2)段彩紗是有色纖維紡紗的一種特殊紡紗工藝技術(shù)，其成紗色彩不僅在紗線同一橫截面內(nèi)由多種彩色纖維組合，而且在紗線縱向長度上，不同組合的有色纖維呈不規(guī)則斷續(xù)變化的分布狀態(tài)，故用段彩紗制成的織物，色澤柔和豐滿、層次感強，具有明顯的新穎性和獨特性。結(jié)合細(xì)紗段彩、賽絡(luò)集聚紡、竹節(jié)紗、細(xì)紗段彩紗等新型紡紗方式，由粗紗段彩技術(shù)開發(fā)出的新型段彩色紡紗，進(jìn)一步豐富了色紡紗的顏色組合，風(fēng)格更加絢麗多彩。項目產(chǎn)品已形成批量生產(chǎn)能力，經(jīng)山東省科學(xué)院情報研究所鑒定，認(rèn)為該產(chǎn)品具有新穎性。